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Previous issue date: 2017-02-13 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The human body has a large bacterial flora, but when these bacteria, the principle of
commensal character, become part of site other than it's natural, they can cause some
severe diseases. Researches that are based either on the search of new drugs from plants
or on the improvement of phytotherapics are in prominence and continue to play an
important role nowadays. In this perspective, the aim was to carry out a phytochemical
study of Solanum capsicoides All. fruits to isolate and characterize the chemical
substances of this species and to use in silico studies to carry out investigations of new
molecules potentially active for methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and
Escherichia coli using a database created with secondary metabolites isolated from
Solanum genus. The phytochemical study of Solanum capsicoides All. fruits resulted in
the isolation of three substances: carpesterol, acetylated glucose and 4-hydroxybenzaldehyde.
A review of the literature led to the creation of a database with 421
different secondary metabolites isolated from the Solanum genus. Two databases from
CHEMBL were selected. The first one with activity against MRSA and another against
E. coli. The compounds were classified according to the pIC50 values to generate and
validate the model using "Random Forest"(RF). The structure of six new target proteins
against S. aureus obtained from the PDB (Protein database) were used for virtual
screening of the based on the receptor structure using docking studies by the Molegro
Virtual Docker, reaching to select Solanum database molecules capable of interacting in
the binding sites of proteins. The RF prediction model for MRSA obtained a percent
accuracy of 81%, area under the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve of 0.885,
selecting 8 molecules with an active potential above 60%. The prediction model for
Escherichia coli obtained an accuracy rate of 88%, area under ROC curve of 0.932,
selecting 4 molecules with potential probability above 84%. The study of the coupling of
six target enzymes to S. aureus selected an average of 50 molecules from the bank of 421
isolated molecules of the genus Solanum with an ability to interact with on active site of
each enzyme. In addition, it was possible to obtain 1 molecule with active potential and
interaction capacity with 5 enzymes studied, 7 molecules interacting with 3 enzymes and
6 with 2 enzymes of S. aureus. The rutin, a molecule potentially active in the in silico
study for S. aureus and E. coli, together with carpesterol, were tested in vitro against these
bacteria. Microbiological tests have shown that carpesterol has no antimicrobial activity
for the studied strains, and that the rutin has activity only for E. coli. An interaction study
with strains of S. aureus ATCC 25923, a standard strain sensitive to all antibiotics, and
SAM-01, a multidrug resistant strain, was designed. There was interaction only between
rutin and oxacillin, one of the three antibiotics studied in the interaction, for a strain SAM-
01, reducing the resistance of this strain. / O ser humano possui uma vasta flora bacteriana que é comensal, mas quando essas
bactérias, a princípio de caráter comensal, passam a fazer parte de outro sítio que não o
seu natural, podem causar graves patogenias. Pesquisas que se fundamentam na busca por
novos medicamentos a partir de plantas ou no melhoramento de fitoterápicos já existentes
vem se destacando e continuam a desempenhar um papel importante nos dias de hoje.
Nessa perspectiva objetivou-se realizar um estudo fitoquímico dos frutos de Solanum
capsicoides All. para isolar e caracterizar substâncias químicas desta espécie e, utilizando
estudos in silico, realizar investigações de novas moléculas potencialmente ativas para
Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) e Escherichia coli, utilizando um
banco de dados criado com metabólitos secundários isolados do gênero Solanum. O
estudo fitoquímico dos frutos de Solanum capsicoides All. resultou no isolamento de três
substancias: carpesterol, glicose acetilada e 4-hidroxi-benzaldeído. A revisão de literatura
levou à criação de um banco de dados com 421 diferentes metabólitos secundários
isolados do gênero Solanum. Foram selecionados dois bancos de dados obtidos a partir
do CHEMBL. O primeiro com atividade contra S. aureus multirresistente (MRSA) e o
outro contra E. coli. Os compostos foram classificados de acordo com valores de pIC50
para gerar e validar o modelo utilizando “Random Forest”(RF). A estrutura de seis novas
proteínas alvo contra S. aureus obtidas do Protein Data Bank (PDB) foram utilizadas para
triagem virtual baseada na estrutura do receptor utilizando estudos de “docking” com o
software Molegro Virtual Docker, a fim de selecionar moléculas do banco de dados de
Solanum com potencial capacidade de interagir nos sítios de ligação dessas proteínas. O
modelo RF de predição para S. aureus multirresistente obteve uma porcentagem de acerto
de 81%, área sob a curva Receiver Operating Characteristic (ROC) de 0,885,
selecionando 8 moléculas com potencial ativo superior a 60%. O modelo de predição para
Escherichia coli obteve taxa de acerto de 88%, área sob curva ROC de 0,932,
selecionando 4 moléculas com probabilidade de potencial ativo superior a 84%. O estudo
do docking das seis enzimas alvo para S. aureus selecionou uma média de 50 moléculas
do banco de 421 moléculas isoladas do gênero Solanum com a capacidade de interagir no
sitio ativo de cada enzima. Analisando moléculas multitarget, foi possível obter 1
molécula com potencial ativo e capacidade de interação com 5 das 6 enzimas estudadas,
7 moléculas interagindo com 3 enzimas e 6 com 2 enzimas de S. aureus. A rutina, uma
molécula potencialmente ativa no estudo in silico para S. aureus e E. coli, juntamente
com o carpesterol, foram testadas in vitro contra essas bactérias. Os testes
microbiológicos mostraram que o carpesterol não possui atividade antimicrobiana para as
cepas estudadas, e que a rutina possui atividade apenas para a cepa de E. coli. Foi
realizado ainda estudo de interação com as cepas de S. aureus ATCC 25923, uma cepa
padrão sensível a todos os antibióticos, e SAM-01, uma cepa multirresistente. Houve
interação apenas entre a rutina e a oxacilina, um dos três antibióticos estudados na
interação, para a cepa SAM-01, diminuindo a resistência dessa cepa.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/9069 |
| Date | 13 February 2017 |
| Creators | Barros, Renata Priscila Costa |
| Contributors | Cunha, Emídio vasconcelos Leitão, Scotti, Marcus Tullius |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Produtos Naturais e Sintéticos Bioativos, UFPB, Brasil, Farmacologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -757877890733390419, 600, 600, 600, 600, 1949513326075358303, 700814650651154363, 1802873727776104890 |
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